時間:2022-10-02 02:16:29
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇地鐵施工技術總結范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
Abstract: With the construction of Qingdao soda plant 25MW unit circulating water pipeline installation of a complete process as an example, for the pipe laying, installation of the specific situation, make technical summary.
Keywords: large diameter steel pipeline; energy saving
中圖分類號:TE832文獻標識碼:A文章編號:
大口徑鑄鋼管線接口柔性好、耐久、毒性小,主要廣泛用于給排水工程中。由于須深埋于地下,故管材的檢測、安裝、通水檢查、驗收是關鍵工序。我作為一名施工代表,參與建設了青島堿廠25MW機組循環水管道安裝的全過程,現針對管道鋪設、安裝的具體情況,做出技術總結。
一、前言
大口徑鑄鋼管線安裝的施工質量一直是施工企業不易解決的問題,我公司通過多年的探索實踐已總結形成了一整套的施工方法。
二、工法特點
力求合理,節能降耗。
三、適用范圍
本工法主要適用于大管徑的鑄鐵上水管線的施工。
四、工藝流程
放線挖溝作坑處理單管檢驗承插口處理據實下料除銹防腐下管調直調平檢驗環縫均勻度及對口間隙打麻捻灰灰口養護水壓試驗回填。
五、施工要點
1、放線挖溝:
(1)根據會審后的圖紙進行放線挖土。
(2)開挖前確認挖土區域內是否有管道、電纜等障礙物。
(3)根據管溝的深淺及土質情況,挖出的土要離溝壁邊沿盡量遠,必要時還要加固。
2、操作坑處理:
(1)根據單根管線的長度及下料后的尺寸確定每個基坑的位置,依據管徑的大小確定其大小。
(2)遇到地下水位較淺或者有巖石時要根據情況提前處理好,并有后備措施。
3、單管和管件檢驗:
(1)確定單管長度,管口橢圓程度,管口200mm內不得有雜物、重皮、折皺、毛刺、缺肉,管壁薄厚均勻,承插口的內外徑及管件應管口平齊,給水鑄鐵管及管件規格品種應符合設計要求,并有出廠合格證。
4、據實下料:根據現場情況實測下料,避免偏口、斜口。
5、除銹防腐:除承(內)插(外)口(工作面)范圍內的管段外一律防腐,防腐層質量達到設計要求和施工規范規定。
6、下管:下管前將管內雜物清理干凈,處理好管基礎,墊好沙子或石子等,用吊車使用專用吊裝工具吊管下溝。清掃后的鑄鐵管順到溝底,再次檢查清理承插口,然后對插安裝管路,按介質流向將承插接口順直定位。鑄鐵管穩好后,在靠近管道兩端處填土預穩固,兩側夯實,并應隨即用稍粗于接口間隙的干凈麻繩將接口塞嚴,以防泥土及雜物進入。在管道安裝過程中,管道末端要做臨時封堵,以免污物進入管道。
7、調直調平:用水準儀(水平尺)、拉線和尺量檢查或檢查測量管線的坐標尺寸、坡度等是否符合設計要求。不宜在接口處調整管線方向。
8、檢驗環縫均勻度及對口間隙:環縫應均勻,并先在承插口內固定上楔子,對口間隙應在10mm左右。
9、打麻捻灰:根據設計要求選用適當的填料(此次以油麻+水泥為例)。接口前應先在承插口內打上油麻,油麻要粗細均勻,操作工序如下:
(1)打油麻時將油麻擰成麻花狀,其直徑約是管口間隙的1.5倍,麻股由接口下方為起點逐漸向上方延續,邊塞邊用捻鑿依次打入間隙,一旦出現縫隙不均時可用改變麻直徑的方法進行彌補,用力要均勻,直到捻鑿被彈回表明麻已被打結實,打實的麻深度應是承口深度的1/3。
(2)在打麻合格后,石棉水泥捻口可用不小于425#硅酸鹽水泥和膨脹水泥(采用石膏礬土膨脹水泥或硅酸鹽膨脹水泥)。水泥必須有出廠合格證,3~4級石棉絨,重量比為水∶石棉∶水泥= 1∶3∶7。加水重量和和環境溫度有關,夏季要適當增加,并且要混合均勻,隨用隨攪拌。
(3)捻口操作:將拌好的石棉水泥由下方至上方塞入已打好油麻的承口內,塞滿后用捻鑿搗實,根據環縫間隙的大小選用合適的手錘,按此方法逐層進行,直到有回彈的感覺為止,一般需要三至五層。但在操作時,捻鑿要與主管保持一定夾角。當灰口飽滿,深淺一致,同時感到有彈性,表面呈光亮時可認為已打好。
(4)水泥接口填打后,不得附加外力。
(5)采用石棉水泥做接口外填料時,當地下水對水泥有侵蝕作用時應在接口表面涂防腐層。
10、灰口養護:
(1)接口捻完后,對接口要進行不少于48h的養護。夏季施工要特別注意陰陽面溫差造成的影響。
(2)采用石棉水泥做接口外層填料,地下水對水泥有侵蝕作用時,應在接口表面圖防腐層。
11、水壓試驗:
(1)灰口養護好后按設計要求及施工規范規定確定水壓試驗壓力值。
(2)根據現場情況確定整體試壓、分段試壓還是單口試壓(單口試壓另有方案)。不論采取哪種試壓方式,焊縫周圍均要清理干凈以便檢查,管線的彎頭、管段部位要按設計加設固定墩。
(3)管道支座(墩),嚴禁鋪設在凍土和未經處理的松土上。
(4)待試管道兩端應封堵嚴密、牢固,按要求加設好壓力表和加壓設備,方可灌水。
(5)上水時要注重檢查管堵、彎頭和接口部位,上滿水后浸泡幾小時后再按要求升壓。
(6)試驗完畢,要經有關部門驗收、會簽,并做好記錄,同時為下一步管道隱蔽做好準備。
12、管道沖洗:
管道安裝完畢,整體驗收前應進行水沖洗,使水質達到規定潔凈要求。進出口的水色一致為合格,并請有關單位驗收,作好管道系統沖洗驗收記錄。埋地管要避免受外荷載破壞而產生變形,試水完畢后要及時泄水,冬季施工還要防凍。
13、回填:
(1)管道必須在水壓試驗合格,并經有關部門確認后方可隱蔽。
(2)回填時應按管道的坡度從高到低分層進行,為防止管道中心線位移或損壞管道,應用人工先在管子兩邊同時進行填土、夯實。
(3)每層回填土時不得直接砸在兩管接口處,其厚度要在規范規定之內,夯實合格后方可進行下一層的回填,直到填滿為止。在不損壞管道的情況下,也可采用蛙式打夯機夯實。
14、注意的幾個問題
(1)埋地管道接口處折斷。原因是管基處理不好,或填土夯實方法不當。
(2)管道沖洗多遍,仍達不到要求和施工規范規定。原因是管膛內未預先清掃不凈。
(3)水泥接口滲漏:
①原因是水泥標號不夠或過期,接口未養護好,捻口操作不認真,未捻實。
②冬季施工時石棉+水泥攪拌不均勻出現凍點,氣溫較低時可使用溫水再加入適量防凍劑和早強劑等攪拌均勻使用,必要時搭設暖棚,并且隨用隨拌。
③養護方法不當,根據氣溫可選用不同的材料和厚度(也可使用松土)采用保溫覆蓋法。
六、質量要求
本工法執行的法規:《給排水管道工程施工及驗收規范》GB50268-97。
七、人力資源配置
1、勞動力組織:
2、安全措施管理:
(1)開工前依據圖紙會審情況熟悉現場地下障礙物,并設立明顯標志。地下水位較淺時要提前降水;若有巖層時要做好防爆措施。
(2)挖溝區域附近是否有高壓線路或設備等,不能影響挖掘機的起臂和旋轉。
(3)挖溝時應由熟悉現場的專人指揮操作,遇到情況及時處理。
(4)挖出的土必須放置在安全的地方,以防塌方。
(5)下管時應有專人指揮,起落要平穩。
(6)水壓試驗對于大口徑管道來講最好采用單口試驗,既安全還節約用水,并且還可以與施工同步。
八、施工機械設備
施工機具、材料和技措用料:
(1)工具:水平尺、鋼卷尺、砂輪機、手錘、捻鑿、剁斧、大錘、電氣焊工具、倒鏈、千斤頂、架板、灰斗、大繩、鐵鍬、鐵鎬等。
(2)材料:石棉絨、油麻繩、青鉛、鉛油、麻線、機油、螺栓、螺母、塑料布、防銹漆等。
中圖分類號:U231+.3 文獻標識號:A 文章編號:2306-1499(2013)01-0052-2
1.工程概況
與一般基坑工程相比,與運營地鐵線緊鄰的基坑工程常處于道路十字交叉口,是城市繁華地段,該地段建設的基坑工程具有埋深大、跨度大、結構復雜、施工組織與施工技術難度大等特點0。施工中會碰到對于已有地下構筑物的穿越和對將來修建地下構筑物的預留口,或者對已有地下構筑物的部分拆除、結構打開和改建等難題00。世紀大道地鐵車站處的6號線明挖段為地下二層結構,其中地下一層為6號線明挖區間,地下二層為預留地塊的連接通道。后建的6號線兩側的基坑工程為地下三層結構,世紀匯基坑工程地處市區地面交通樞紐,周邊環境復雜,受道路、地下管線、施工場地等因素制約,對施工環境要求極高。且世紀匯基坑工程涉及6號線東西兩側基坑開挖(開挖深度20m、寬度22m、西區長75m、東區長90m)、地下預留口拆除、打通隧道正下方聯絡通道和東西兩側基坑相連等關鍵工序。該基坑工程平面圖如圖1。
4.結論
本文通過對緊鄰運營地鐵的世紀匯后建基坑施工關鍵工況對隧道結構的影響進行分析,總結了施工中所采取的主要技術措施:(1)鉆孔灌注樁加固;(2)基坑滿堂注漿加固;(3)臨時鋼管撐換撐;(4)運營隧道結構變形監測,反饋指導施工等。這些經驗和技術措施可為同類工程提供借鑒。
參考文獻
[1]李博,劉國彬,黃毅.在已運營地鐵車站超近距基坑開挖幾個問題的探討[J].施工技術,2007,36(增):29-31.
[2]孫憲銘,謝弘帥.緊鄰運營地鐵車站的深基坑設計與施工技術研究[J].建筑施工,2004,26(6):483-485.
[3]顧亞囝,朱毅敏,喬恒昌.大型地鐵樞紐站施工中的地下障礙物拆除及車站結構逆作施工技術[J].建筑施工,2008,30(5):342-344.
目前,地鐵以其安全、快捷等特點深受群眾好評,在時展和城市建設不斷發展的影響下,地鐵建設逐漸成為各地方政府關注的焦點。在實際情況中,由于受到各方面因素的影響,比如土質差異、環境差異等,在完成明挖基坑工作時,很容易出現施工受阻的情況,如果不能及時發現并解決潛在的問題,勢必會對地鐵工程的總質量造成影響,嚴重時可能還會發生安全事故。為此,地鐵工程建設的相關人員還需從實際入手,掌握地鐵明挖基坑施工技術的基本特點,找到容易出現問題的施工環節,通過加強管理、引進新型技術等方式,解決地鐵明挖基坑施工中存在的問題,從而確保工程質量。
一、地鐵明挖基坑施工技術的基本特點
明挖基坑施工技術實際上就是地鐵區間施工的其中一種。一般而言,明挖基坑施工技術更適合在人口稀少、交通流量小的環境下使用。由于該施工技術對周邊環境的要求過于苛刻,所以在實際的情況中,該施工技術并沒有得到廣泛的應用。然而,只要地面條件符合施工技術要求,明挖基坑施工技術會帶來十分明顯的效果。明挖基坑的施工步驟為:首先在指定位置開挖路面,按照由上至下的順序開挖土石方,開挖深度需在設計限度之內。然后從基坑的底端開始逐漸向上施工,按照設計方案的要求,完成地鐵隧道結構的初步建設。最后將土方進行回填,并盡快恢復到開挖之前的狀態。
縱觀國內外地鐵施工建設發現,雖然明挖基坑施工的要求較為苛刻,但它仍然是地鐵建設的首選技術,這種施工技術所帶來的效果是不可取代的,具有傳統施工方法不可比擬的優勢。從理論的角度講,明挖基坑施工技術屬深基坑范疇,所以在地鐵中運用此技術,能達到極高的安全性和可靠性。明挖基坑施工技術所具有的優勢和缺點已經在長時間的實踐過程中得到了總結,主要的優勢為:施工簡單、經濟性高,而缺點為:施工噪音大、對周邊環境會造成較大的破壞。此外,明挖基坑施工技術對開挖區域周邊地面狀況有著嚴格要求,必須在回填之前保持原狀,否則會出現地表沉降等不良現象。
二、地鐵明挖基坑施工過程中主要存在的缺陷和不足
(一)圍護技術
明挖基坑施工中的圍護技術實際上就是坑道周邊的支護結構。目前,為了切實保證施工安全,施工支護方面的設計還是比較科學、合理的。然而,在實際情況中,由于人為因素造成支護結構不牢固的現象并不少見,究其原因,大多都是為了節約施工成本,運用不合格的支護材料,從而降低了施工的安全系數。另外,在雨季頻發的地區中,如果支護結構不牢固,還有可能發生崩塌,進而造成嚴重的后果。
從施工的角度講,由于施工技術存在一定的差異,所以止水帷幕在構建時經常受到阻礙和限制,使其并不能在指定的時間段內完成構建,最終可能造成支護結構的崩塌。比如,在地下水位較高的施工區域中,連續墻之間夾雜著大量的泥土,如果水砂迅速涌入,將會釀成基坑被淹的嚴重事故。
(二)開挖技術
地鐵明挖基坑施工是一個漫長而又復雜的過程,由于各方面因素的影響,所以施工進度會在實際情況中發生較為明顯的變化。在施工過程中,施工單位盲目追趕進度,私自省略重要工序,或運用與實際情況不相符合的施工工藝,這樣可能會造成地面沉降、房屋開裂等一系列嚴重后果。還有一些施工單位在開始開挖工作以后才發覺地質勘測報告與實際情況存在一定差異,但由于施工已經開始,再進行整改和設計都已為時已晚,在諸多因素的影響下,可能會發生坍塌事故。從技術層面講,支護是地鐵明挖基坑施工的主體和關鍵,而支撐架則是支護的根本,所以在施工的過程中,應對支撐架的設計引起高度的重視。但在實際情況中,支撐架的圍檁封閉存在疏漏的現象十分常見,使得支架的支撐點與立柱的位置之間存在較大偏差,最終降低支護體的安全性能。
(三)應急處理
地鐵工程的施工建設是一項復雜而又系統的工作,由于明挖基坑所涉及的方面十分廣泛,所以檢測量控具有極高的實際價值。同時,采取行之有效的措施預防施工危險,也是非常關鍵的環節。但在實際情況中,檢測量控工作經常會受到施工人員專業知識及施工設備等因素的影響,所以不可避免的會存在一定誤區和盲點,阻礙了應急處理環節的正常運行。在地鐵明挖基坑的施工現場中,檢測信息遺漏、缺乏應急準備等現象是十分常見的。
三、改善地鐵明挖基坑施工技術的措施
(一)加強安全管理
管理是確保工程施工質量的關鍵舉措,在明挖基坑施工中具有十分重要的作用。首先,在施工之前應加強地質勘察工作的監管力度,確保工程地質勘察信息的準確性,將地質條件對施工產生的影響控制在最低的水平,杜絕一切違規事件的發生。其次,同樣在工程的地質勘察階段,相關部門完善施工成本的預估工作,注重細節。最后,工程地質的勘察人員要與地鐵工程施工建設的設計人員保持良好的溝通與協作,從而提出切實可行的施工方案。
(二)優化施工工藝
從整體的角度講,地鐵明挖基坑施工相對簡便,開挖與支護兩部分是施工的重點。在正常的條件下,規范的支護流程為:坑道外側坑道內側地面。如果支護結構發生險情,應立即實施土方回填,土方回填完成以后還需進一步完成混凝土回填,從而有效縮減塌陷范圍。在施工環節中,每一道工序都需嚴格按照設計方案執行,如果設計方案與實際情況不符,存在小范圍差異,可在不會對其結果造成影響前提下,對設計方案實施整改,從而確保施工質量。
(三)強化人員培訓
高質量的施工需要在高素質、高水平的施工隊伍基礎上完成,提高人員的專業素質和業務水平,不僅可以確保工程的總體質量,還能有效減少由于人為因素造成的安全事故,有利于地鐵明挖基坑施工的順利進行。施工單位應定期組織工作人員參加培訓活動,在強化專業知識的同時提高施工生產的安全意識,從而起到規范行為,強化管理等作用,切實提高地鐵明挖基坑施工質量。
四、總結
地鐵是現階段人們非常喜愛的公共交通設施,完善的地鐵建設為人們的生產生活和社會全面發展做出了卓越的貢獻,是人們生活中不可獲取的主體。在施工建設過程中,明挖基坑施工技術以其簡單快捷、成本低廉等優勢占據了重要地位,這樣的方式在為施工帶來便利的同時,其安全性、可靠性等指標正逐漸被人們所關注,因此,相關機構還需充分了解地鐵明挖基坑施工的特點,找到存在問題,從管理、工藝、人員三方面入手,切實解決明挖基坑施工技術在地鐵建設中存在的問題,從而推動地鐵建設的全面發展。
參考文獻
[1]鄭凱,馬福東,石偉強.復雜條件下盾構穿越既有線設計與施工技術[J].現代城市軌道交通,2011,(3):25-26.
[2]郭燕花.基于鐵路隧道施工安全控制措施和建議的分析[J].科技與企業,2013,(16):11-15.
關鍵詞:城市地鐵、 結構設計原則、施工技術
中國城市化的發展必然帶動城市地鐵的發展,城市地鐵的出現和發展,又必然會引發新一輪的城市布局和技術革新。無論是從政治還是經濟角度出發,都將給城市帶來新的面貌和生機。目前,國內的地鐵工程建設空前發展,將產生上萬億元的價值,因此很多企業集團爭相在國內進行技術研發和壟斷,以其雄厚的資金力量進軍地鐵工程建設,加快城市地鐵的發展。同時,國外的城市地鐵發展歷史悠久,對國內的城市地鐵發展有一定的引導和加速作用。
一、國外城市地下空間開發利用趨勢
1、著力開發利用城市地下空間資源,不斷完善城市基礎設施的功能,使之能滿足城市持續發展的需求,如地鐵 、共同溝、地下車庫等的建設。
2、利用地下空間增加城市社區的安全性。為了提高質量和運行的穩定性 ,許多服務設施可以建設在地下,包括廢水處理通訊、供電以及數據傳輸等。
3、利用地下空間開發使社區空間環境更緊湊。把宜放在地下的建設項目放到地下,可騰出土地,擴大城市容量,節約能源,從而降低地面建筑密度,改善地面建筑光照,緩解交通擁擠,減少煤煙、排渣和噪音等污染,擴大綠化面積,有效地改善城市社會環境和自然環境。
4、地上地下協同發展,地下空間成為城市空間資源的有機組成部分,如巴黎副都心――德芳斯的建設等。
二、地鐵結構設計原則
1、結構設計應滿足施工、運營、城市規劃、防水、防迷流等要求, 保證結構物具有一定的耐久性。
2、根據沿線不同地段的工程地質和水文地質條件、地面建筑和地下構筑物狀況,通過對技術經濟、環境影響和使用效果等的綜合比較,合理選擇施工方法和結構型式。在造價相近的情況下,應優先選用綜合社會效益較好的方案。
3、地鐵結構凈空尺寸應滿足建筑限界或其它使用及施工工藝的要求,并考慮施工誤差、結構變形及后期沉降的影響。
4、盡可能把施工中的支護結構作為主體結構的一部分加以利用。
5、與地區抗震設計烈度相適應。
6、因地制宜地采取適當措施,嚴格控制施工引起的地面沉降量,其允許數值應根據地鐵沿線不同地段的地面建筑及地下構筑物等的實際情況確定。
7、隧道兩側道路紅線以內的一般建筑物,在隧道施工前原則上不采取加固措施,施工中加強對危房及重要房屋的監測,必要時采取臨時加固或搬遷等應急措施。重要建筑物必須進行分析和必要的加固設計。
8、隧道的防水設計應滿足國家頒發的《地下工程防水設計規范 》 的有關規定。
三、地鐵各種施工技術
1、明挖法施工技術
1)放坡開挖技術:在工程地質及水文地質條件允許的情況下 ,可采用放坡開挖的施工技術。邊坡坡度根據地質、 基坑挖深及參照當地同類土體邊坡穩定值確定。基坑的開挖尺寸要保證滿足結構施工的需要 ,需要設排水溝、 集水井的基坑 ,其開挖尺寸可適當加寬。基坑應自上而下分層、 分段依次開挖 ,以防止掏底開挖發生事故 ,開挖應隨挖隨刷邊坡。
2)基坑支護技術:基坑支護技術包括型鋼支護技術、連續墻支護技術、混凝土灌注樁支護技術、土釘墻支護技術。型鋼支護一般是使用打樁機或沉拔樁機打入或沉入工字鋼或鋼板樁,根據不同地區和地質條件設定樁距,樁間采用木背板、水泥土或鋼絲網噴混凝土擋護。連續墻支護一般采用鋼絲繩和液壓抓斗成槽設備,也有用多頭鉆和切削輪式成槽設備的。槽段采用膨潤土泥漿護壁,灌注水下混凝土,使其形成混凝土擋土墻結構。連續墻不僅能承受較大的荷載,同時具有隔水的作用。混凝土灌注樁的成孔方法有人工挖孔、機械鉆孔兩種。根據地質和水文條件采用干法和漿液護壁法,然后灌注普通混凝土和水下混凝土成樁,支護可采用雙排樁加混凝土連梁共同作用形式,還可采用樁加橫撐或錨桿形成的受力體系。土釘墻支護是在施工現場的原位土中用機械鉆機成孔,插入排列間距較密的細長桿件,通常還外裹水泥砂漿或注漿,并噴射混凝土,使土體、鋼筋、噴混凝土板面結合成深基坑土釘支護體系。
3)大體積混凝土澆筑技術:采用組合鋼模板,不斷更新混凝土攪拌技術,通過泵送機泵送大流動性混凝土的施工技術。
2、淺埋暗挖法施工技術
淺埋暗挖法又稱礦山法,是一項邊開挖邊澆注的施工技術,其按照“新奧法”原理進行設計和施工,采用先注漿、后開挖、再做臨時支護方法。施工原則為“管超前,嚴注漿,短開挖,強支護,快封閉,勤量測。” 一般用鋼管作超前棚頂導管,然后根據不同地質條件,注入水泥漿或其他化學漿,填充砂層孔隙,形成“ 結石體” ,增強圍巖的自穩能力。每次開挖進尺為 0.175m左右,先進行環狀開挖,留核心土,基面上噴5~8cm厚混凝土,架立鋼拱架和掛鋼筋網片,再噴25~30cm厚混凝土形成初期支護結構。初期支護完成后做防水層,再用模板臺車做二次襯砌。在施工中堅持以量測資料進行反饋,并指導施工。
3、蓋挖法施工技術
蓋挖法施工技術特點是根據不同的地質和水文地質條件,設計以連續墻、混凝土灌注樁作為邊坡支護結構,然后施作蓋板,形成框架結構后,在其保護下開挖土方,并完成結構施工。蓋挖法是一種快速、經濟、安全的施工方法,對人們生活干擾少,采取措施后可以做到基本不影響交通,較暗挖法要經濟,在地鐵車站施工中被廣泛采用。
4、盾構法施工技術
盾構法已經在我國的地鐵建設中得到了迅速的發展,其優點是安全、可靠、快速、環保等。我國盾構技術的進步主要表現在以下4個方面:①掌握了盾構機的選型和配套技術,與外國合作設計生產盾構機,配套施工設備包括管片模具完全能夠自行設計制造;②掌握了盾構隧道的設計和結構計算技術以及防水技術;③掌握了盾構掘進控制技術,如盾構掘進參數選擇控制、碴土和壓力管理、地表沉降控制、盾構機姿態和隧道軸線控制、管片防裂、同步注漿等,實現了信息化施工,可以確保盾構施工的安全、優質、高效和環保;④掌握了不同地質條件和復雜環境條件下的施工及相關的施工技術。目前,混合盾構是世界上最先進的盾構,適合于復雜多變的地層。混合盾構的特點是:在大刀盤上安裝適合各種地層的多種刀具,其在輻條上安裝刀頭的方法和角度的不同使之能適應不同松散的土質,同時在大刀盤上還要安裝有能粉碎大石塊和巖石的圓盤式切削刀頭。這種具有特殊大刀盤的盾構,已在廣州地鐵工程中應用并獲得成功。其他盾構法施工技術有隧道掘進機施工技術、泥水平衡盾構施工技術、土壓平衡盾構施工技術和氣壓盾構施工技術。
5、地鐵工程建設過程中還需要很多輔助施工技術,比如深基坑降水技術:對于大面積的深基坑降水,我國早期多采用深井泵降水。近年來多級輕型井點、噴射井點、水平井降水技術在各種深基坑降水中也普遍應用。電滲、輻射井降水技術也在一些工程中得到應用。其他還有注漿、鋼管棚、錨索、冷凍法等輔助施工技術,這里不一一詳細介紹。
四、施工技術實例
1、盾構法技術
我國的盾構研究應用起步于20世紀60年代。1961年上海開始用盾構做試驗隧道,先后使用敞胸手掘式盾構 (
圖1 秦嶺隧道盾構施工現場 圖2 秦嶺隧道施工TBM掘進機
2、沉管法修建越江隧道
沉管法施工在國內已有很多實例。廣州穿越珠江、上海穿越黃浦江隧道及天津穿越海河等工程采取了這種方法。20世紀90年代廣州的隧道斷面為 4孔箱形鋼筋混凝土結構,其中兩孔為83雙車道單向運行的機動車道,另一孔為地鐵1號線雙線區間隧道,一孔為設備管廊,隧道斷面尺寸為 33m ×719m,長123815m ,沉埋段457m,分為105、120、120、90、22m五段。混凝土為 C30、P8,頂板面設一層厚為150mm的鋼筋混凝土防錨層,底板設 6mm厚防滲鋼板,設閉合防水層,管壁厚為1m,底板 112m ,最大段重3300t,結構在寬 48m ,長 150m的干塢內分 4次預制,預制后分別浮運出塢沉放。施工中處理好浮沉關系、剛柔關系,防止裂縫的產生,至今通過十幾年的運行,狀況良好(如圖3、4)。
圖3 廣州穿越珠江的隧道模擬圖圖4 沉管法修建隧道施工現場
3、冷凍法修建地鐵隧道
我國煤礦的井筒建設很早就采用了冷凍法施工,有300多個實例,技術比較成熟,最大冷凍深度達500m。20世紀70年代北京地鐵2號線阜城門――西直門區間結構施工因遇流砂而采用過冷凍法,取得了較好效果。1998年北京地鐵復八線大北窯(國貿)――熱電廠(大望路)區間暗挖隧道從大北窯立交橋下方通過,遇到飽和粉細砂層,稍為擾動即失穩而成流砂。經研究選擇了無縫鋼管既作冷凍管又作鉆桿的水平冷凍法,管長45m,冷凍土層厚度達214m,滿足設計與施工要求,保證了立交橋的安全,這是我國地鐵暗挖隧道冷凍法的成功案例。上海和杭州的地鐵區間隧道的聯絡通道、盾構始發和接收的工作井的地層加固也大量采用冷凍法施工(如圖5、6)。
圖5 杭州地鐵冷凍法施工現場 圖6 上海地鐵區間隧道左曲段
參考文獻:
[1] 才.隧道工程[M] .北京:人民出版社,2002.
按照目前的技術能力和管理水平,混凝土的強度和耐久性是衡量結構工程質量的主要指標,耐久性指標不像強度指標一般都能夠滿足要求,具有難以控制的特點。在實際工程建設時,對混凝土裂縫的問題沒有引起工程界足夠的重視,尤其是混凝土結構的早期開裂是影響結構耐久性的主要問題。可以通過科學的手段和一定的技術措施,建立相應的技術管理體系,根據混凝土結構耐久性要求高、混凝土強度等級較高的特點,以質量預控為出發點,確立了對混凝土實施補償收縮組合控制裂縫的技術路線,在工程建設時期進行裂縫的綜合控制,在混凝土質量控制方面進行技術管理的總體思路是“科學的指導,前期控制,過程精品,全面管理”。 (二)建立地鐵工程質量控制組織管理體系
混凝土早期裂縫問題已在技術管理措施中得到了有效地解決,但工程的實施涉及到方方面面,在具體的施工過程中,操作者面對的不僅僅是技術層面的問題,還有監理管理辦法、供應商的選擇辦法以及相關接口部位的協調處理等問題,需要一個組織管理體系以確保技術管理措施能在施工過程中得到有效實施。一般組織體系建立包括商品混凝土管理辦法、商品混凝土監理管理辦法、商品混凝土攪拌站履約評價管理辦法、混凝土工程實施細則、混凝土生產計劃管理實施細則、抗裂防水劑供應流程、結構混凝土質量管理評估辦法等。例如,確保采購的產品符合規定的相關要求,按組織管理體系要求,由物資部會同其他有關部門及外聘混凝土專家等組成混凝土供應商及原材料生產廠家考察小組,考察商品混凝土生產商資質條件、生產供應力、結混凝土的需求總量、生產與質量管理實力以及集中管理的要求,再經相關部門進行審批能最終確數家合格的商品混凝土供應商。 (三)鋼筋混凝土防水性能的質量控制
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
1.淺埋暗挖技術的特點分析
地鐵工程淺埋暗挖施工技術可以用強支護、嚴注漿、管超前、快封閉、短開挖、勤測量來概括總結。在施工技術特點上,它屬于動態施工、動態設計的現代信息化施工技術,有完善的應力監測系統以及變位監測系統;穩定工作面里小導管超前支護起到重要作用;對加固地層的劈裂注漿方法進行了創新;復合式的襯砌技術、鋼筋網構支護技術得到了發展。淺埋暗挖技術可以在有水條件下廣泛使用,我國也有廣泛的勞動力,北京、南京、深圳、廣州的地鐵隧道修建工程里廣泛使用這種技術,在大跨度車站建設中、道路隧道工程中、人行道工程中、地下車庫工程中也有很多應用。
2.淺埋暗挖施工技術
暗挖隧道施工在明挖段基坑開挖到底后進行,總體施工方 法為淺埋暗挖法,嚴格遵循 “管超前,嚴注漿,短開挖,強支護,快封閉,勤量測”的十。
施工順序為:施作大管棚并注漿隧道全斷面注漿破除堵頭樁、施作洞門開挖初噴混凝土掛網立鋼架打錨管復噴混凝土二襯施工。
2.1大管棚超前支護施工
暗挖隧道頂離地表只有11m,離高壓電纜隧道底只有3m,超前預支護大管棚采用φ108mm,壁厚8mm鋼管。管棚布置在暗挖隧道和高壓電纜隧道之間,距離暗挖隧道初支20cm,按帽形布置,環向間距管中到管中為40cm。
采用同步液壓干取土頂進管棚的施工技術,其設備為水平液壓鉆孔頂管機,鉆進過程中隨時根據高壓電纜隧道和地表的沉降控制標準和地層情況調整鉆頭與鋼管的相對位置,做到鉆頭超前或滯后于管棚。管棚施工后,為增加管棚的剛度,在鋼管內壓注1: 1的水泥砂漿。
2.2全斷面注漿施工
全斷面注漿加固范圍為開挖輪廓外2.5m,如圖3所示,縱向注漿長度為暗挖隧道全長。
全斷面注漿選用的機械設備為XY-2型地質鉆機和PH15型注漿機,注漿的工藝流程如下:
2.2.1施作注漿孔。根據設計定出孔位,并計算各注漿孔的長度和角度。鉆孔順序從拱頂處自上而下、由外向內鉆設,每成一孔及時退出鉆機,安裝注漿管。成孔直徑為73mm,以利于安裝注漿管,并便于封堵孔壁和管壁間空隙,保證注漿效果。
2.2.2注漿。注漿采用后退式分段注漿,將8m的注漿管分成8段,通過調整注漿管內的止漿閥位置實現分段注漿。先注TGRM水泥特種灌漿料(水:TGRM=0.6:1),該漿液料能將孔壁和管壁間的空隙填充密實,并具有一定強度。對所有的注漿管進行填充加固后,再對每一根管進行分段后退式注漿,注漿 材料為超細型TGRM水泥特種灌漿料(水:TGRM=0.8:1),注 漿壓力為0.6MPa。 注漿效果可通過預留觀察孔、注漿壓力和注漿量等因素綜合分析進行預測。開挖過程中對注漿效果不理想部位應進行重新注漿加固,以保證施工安全。
暗挖隧道注漿加固斷面圖 圖3
3.淺埋暗挖施工技術在地鐵工程中應用分析
3.1 隧道段淺埋暗挖施工技術。
首先需要根據工程周圍的環境條件以及圍巖條件,考慮使用留核心土挖掘法、雙側壁導抗方法或者單側壁導抗方法。開挖比較松散的圍巖時,需要從上到下一步一步進行,先支護后開挖、牢固支撐、一邊挖掘一邊封閉,有縫堵實。超前注漿用來牢固圍巖結構,注漿材料可以使用水泥玻璃、水泥漿或者化學藥劑注漿。在加固地層后進行開挖工序。
如果是邊墻以及拱部襯砌混凝土灌注,需要在時間上最大限度的縮小,和抑拱構成封閉環,保持隧道襯砌的安全性。在防流砂方面,需要在經常出現流砂的方位進行地下水問題的處理,這也是流砂施工中的關鍵施工技術。可以采用防、截、排、堵的施工治理方法措施,這要根據工程所在地的地下水類型、性質,地質情況,工期要求,經濟利益等方面進行綜合分析考慮,然后選用合理的施工治理防治方法。灌注邊墻以及拱部襯砌混凝土時,縮小施工時間,和抑拱構成封閉環,避免圍巖中的流砂對洞身造成襯砌上的損壞。
在區間隧道的施工方面,需要在上臺階時保留核心土,下臺階時放坡,保持坡度小于3:1。為了防治砂巖因為地質不穩定造成坍塌現象,在盾構法機械施工上,進行人工暗挖施工,讓混凝土及時封閉成環,半米為一個循環。
3.2 砂層超前支護施工技術。
大管棚一般設置在危險性較大以及斷面有變化的地段,可以通過吹管頂入法,在管棚中插入高壓風管,然后吹出砂子,用沖擊鉆頂進50mm左右的距離,反復吹管,完成大管棚建設工序。在超前小導管方面需要把導管的一頭做成尖狀,可以選用2.5m長度的小導管,在每兩個格柵之間打設一環。在拱部120°、環向距離300mm的范圍內進行超前小導管的布置工序,在小導管上鉆孔的間距保持在300mm左右,呈梅花型;為了防止注漿時發生漿體的外溢,需要在小導管末端1m處不進行鉆孔作業。小導管需要根據工程所在地砂層的特性,進行引孔打入,先用高壓風管吹孔,然后插入小導管,用棉紗封堵導管的外端露出部分,避免噴射的混凝土把管口堵住,導管外露部分保持有100mm左右的長度,方便管路的安裝。混凝土噴射后進行注漿,注漿的材料中可以采用固砂劑,這樣就防止了開挖輪廓中溢出漿液,避免了漿液材料的浪費。超前預加固施工技術可以適用于不同的地質條件,還要根據地質條件的不同,選取恰當的方法以及參數。
3.3 在初支背后注漿。受到混凝土噴射密實度、混凝土自重的影響,土體和初支背后會出現一些空洞,通過預埋注漿后的鋼管可以有效降低空隙產生的沉降程度,預埋鋼管的長度保持在500mm左右,在兩側拱腳以及拱頂部位呈梅花型布置,每隔4m布置一次。當仰拱成環后,需要進行下一步的背后回填注漿左右,保持注漿的壓力為0.3MPa左右,由水玻璃-水泥構成雙液漿,靜壓和注漿交替著進行,用間歇式注漿方法,保障回填注漿的密實度。
4. 結術語
我國的地鐵工程在采用淺埋暗挖施工技術時,由于工程所在地地質情況很復雜,圍巖較差,地質周邊存有建筑物,使成拱能力有限,需要在淺埋暗挖前進行超前的引排水、超前的支護方法措施,對圍巖進行加固,對地表進行注漿處理,在控制地表沉降方面,可以設置鋼拱結構支撐來承擔底層方面產生的壓力,它是臨時支撐,也是永久支撐。淺埋暗挖施工技術還需要密切配合相關部門,落實各項措施,對施工技術高要求、嚴控制,使地鐵工程的施工風險降低。
參考文獻:
[1]陶冰杰.淺埋暗挖技術在地鐵隧道施工中的應用[J].中國新技術新產品,2009(6).
[2]廖彩鳳,周順華;淺埋暗挖地鐵車站合理埋深探討[J];地下空間;1999年02期
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
引言:淺埋暗挖方法是在第四紀軟弱地層中修建隧道的方法 ,其基本原理是通過對地層的適當加固和處理,合理調動圍巖的自承能力,采用短進尺開挖,及時施作初期支護結構并封閉成環,使圍巖和初期支護結 構形成聯合支護體系以共同承擔施工階段荷載,在變 形基本穩定以后施作二次模筑襯砌 ,完成隧道建設。 初期支護承擔全部基本設計荷載,二次襯砌作為安全 儲備,由初期支護和二次襯砌共同承擔特殊荷載。 這種先柔后剛的復合式新型支護結構體系較好地克服 了隧道工程中的不可預知性。由于地層條件以及周圍 環境的復雜多變,應用淺埋暗挖法施作隧道必須對地 層、支護材料、周圍建構筑物進行施工過程的監測,根據監測信息及時修正設計和施工方法,以確保施工的安全。根據淺埋暗挖法施工技術20多年的工程經驗,使施工技術具有了靈活多變、不拆遷、不影響交通、不破壞環境、綜合造價較低、隧道支護結構強度高等優 點,特別適合中國國情。 淺埋暗挖法的實踐是一個不 斷發展和完善的進步過程,特別是大跨度暗挖技術得 到長足發展,是淺埋暗挖法成為一個成熟的技術,得到廣泛的應用。
1 雙側壁導洞法暗挖技術
在北京地鐵復興門折返段單洞大跨及北京地鐵 西單三聯拱車站等大跨度隧道的建設中,采用了單側 壁導洞結合雙側壁導洞法 ,應用了大管棚、小導管注 漿加固地層等預加固技術以及多導洞開挖完成內力 轉換,實現了中國城市地鐵暗挖技術的突破,為中國 地鐵隧道施工奠定了基礎,該工法到今天已經是大跨 度隧道施工的基本方法之一 ,實踐中總結出的“管超 前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”的十八 字方針,是我們地鐵隧道淺埋暗挖法施工所應該遵守的基本原則。雙側壁導洞法也稱眼鏡工法,是變大跨度為小跨 度的施工方法,其實質是將大斷面分成多個小斷面進 行作業,即兩側導洞和中部導洞,導洞尺寸以滿足機 械設備和施工條件為準,其施工示意和施工順序分別 如圖 1 和圖 2 所示。 采用雙側壁導洞法施工時,在導 洞內按正臺階法施工,當地質情況較差時 ,上臺階應 考慮采用中隔墻法(如圖 1 中的虛線所示)或者環形 留核心土法開挖,在施工過程中左右側導洞開挖時錯 開的 距離不 應 小 于 15 m(以 15~20 m 為 宜 )以 降 低 兩洞在開挖過程中的相互影響,中洞與側洞開挖時錯 開的距離不應小于 20 m(以 20~30 m 為宜),而上下 臺階之間的距離,可視具體情況而定,一般為 3~5 m。由于開挖多個導洞 ,地層多次被擾動,會引起地層過 大沉降,導洞斷面不規則更加大了開挖引起的沉降, 所以采用該工法施工時如何控制沉降和及時完成支 護是地鐵工程施工應多多關注的問題。
平頂直墻暗挖法
在隧道的建設施工過程當中,通常會遇到各種地下管網或者構筑物,尤其是在修建地鐵時,這種情況最為突出。例如,在地鐵的新建下穿過程中,通常會遇到電力、地下熱力、地鐵線、燃氣管溝以及各種各樣的直埋水管等等。傳統的設計通常是將新建的線路縱坡進行加大,并同時擴大新舊地鐵線路之間的距離。然而這種方法往往使隧道埋深擴大,從而增加了遇到地下水的幾率,當水位較高時,就會造成降水的困難。而新線的建設施工也勢必會導致結構方面的下沉。因此,就必須要通過增加輔助措施來加以保障和維護,從而導致成本投入的加大。在這種情況下,平頂直墻式的暗挖施工技術應運而生,從而有效的解決了隧道的起拱需求。
3.輔助暗挖施工技術的應用發展
淺埋暗挖技術中通常為了施工的安全采用一些相關的輔助暗挖方法,具體如下:
(1)、 注漿技術
隨著科技的不斷進步,注漿技術也進行了改進,較為突出的就是后退式注漿技術以及深孔前進式注漿技術。深孔注漿技術目前通常的距離是14 m,最長能夠達到50 m。注漿材料除了改性水玻璃漿液和水泥漿之外,還加入部分的膨脹性漿液。
(2)、小導管雙排超前支護技術
當隧道的暗挖經過一些較為重要的管線時,可用小導管雙排方式代替傳統的長管棚支護方式。這種技術主要是在小導管的常規設置基礎上,再加設一排小導管,通過這兩排小導管進行注漿作業。小導管雙排技術能夠在開挖面的外側形成一層土體的加固層,有效的降低地表沉降的幾率和范圍。
(3)、 水平凍結技術
水平凍結技術主要是應用于礦山的斜井、豎井施工當中的。隨著技術的不斷進步,其也被逐漸的應用于地鐵以及其他特殊環境的隧道施工當中。常見的就是在盾構法的施工過程中用于聯絡盾構的始發井、接受井以及通道的地層加固。
(4)、 鎖腳錨管技術
在進行隧道臺階的開挖施工當中,通常是在完成初支的上半斷面施工后在進行下斷面的開挖,在這一過程中極其容易發生沉降現象,因此,做好這一階段的沉降控制和管理是非常重要的。鎖腳錨管技術主要是在進行上半斷面的初支施工作業時,要在拱腳處加設鎖腳錨管(長2.5m,斜度為45°),并在將其打入土層以后進行注漿施工。
4、洞樁法暗挖技術PBA工法
在總結隧道施工經驗的基礎上,我國設計人員提出了先做多個分離導洞,在小導洞內先做支再加 拱的暗挖技術,即洞樁法(“Pile Beam Arch”,簡稱 PBA工法),此施工方法已獲國家專利,并被廣大設計人員 在設計中采用。
洞樁法采用小導洞開挖對地層不會產生大擾動, 在小導洞內施作地下圍護樁結構、樁頂冠梁結構和豎 向承載柱結構,并進一步施作橫向承載拱結構,一旦 大弧拱扣拱完成,即形成豎向受力、傳力大框架梁柱 拱支護體系,在此支護體系的保護下可以安全地完成 站廳層、站臺層的開挖以及后續的結構施工。該工法 首先在北京地鐵復八線天安門西站應用,隨后在北京 地鐵 10 號線,特別是經過立交橋的極度復雜的環境 下應用,北京地鐵 4 號線海淀黃莊站、沈陽地鐵 1 號線的青年大街站兩座地下暗挖換乘車站均被采用。一般三跨雙層車站采用 6 導洞或 8 導洞法施工,采用6 導洞時,邊樁可以用機械成孔,中樁人工挖孔,8 導洞時均采用人工挖孔,由于有樁做圍護,再加上樁頂 冠梁便成為一個很好的圍護體系。又由于每個導洞斷 面較小(一般在 20 m2 左右),且每個導洞相互之間有 一定的距離,相互獨立,相互之間影響較小,較好地縮 小了對地層的擾動范圍,很好地控制了地表沉降和地 層塑性區的發展。 實踐證明,此工法引起的地層沉降 最小,并且由于有邊樁,對周圍環境保護較好。
5、中洞法暗挖技術
在總結以往施工經驗的基礎上,吸取國外隧道建 設的經驗,在北京地鐵 5 號線大跨度暗挖車站和渡線 隧道,采用了中洞法施工技術。中洞法是先開挖整個隧道的中間部分,由于中洞 的跨度一般較大,施工中一般采用 CD 法、CRD 法等 工法進行施作并應該遵守 “小分塊、短臺階、早成環、 環套環”以及“豎向留坡、縱向錯臺”的施工原則。 在完成中洞的隧道初支后,立即施作該部分的二次襯砌, 實現對地層的剛性支撐,施工二襯可以采用洞內逆做 法,能較好控制初支沉降變形及保護鄰近構筑物。 完成中洞施工后再用側洞法施作其余部分,兩側洞應該 對稱施工,這樣比較容易解決從中洞初期支護轉移到 梁柱上時產生的不平衡壓力問題,且比較容易控制施 工引起的地層沉降。由于中洞已經實現剛性支撐且成型封閉,在側洞 開挖時可以大大減少中洞的沉降,以達到控制地層沉 降的目的。但是由于中洞施作二次襯砌是先要把頂部 防水層做好,在澆筑混凝土時,因施工條件較差及混 凝土的收縮,很難做到頂緊初襯結構,采用二襯背后 注漿也因結構不封閉,難以達到注漿飽滿,因此中洞 在側洞開挖時仍有疊加沉降。
結語:
淺埋暗挖方法是在第四紀軟弱地層中修建隧道的方法 ,其基本原理是通過對地層的適當加固和處理。淺埋暗挖法的實踐是一個不斷發展和完善的進步過程,特別是大跨度暗挖技術得 到長足發展使淺埋暗挖法成為一個成熟的技術得到廣泛的應用。我國國土面積廣闊、地形地質復雜,在進行隧道項目的開挖建設過程中,其困難復雜程度遠超過當前世界上的其他國家,因此,淺埋暗挖技術在我國仍然存在一些不足和待改進的地方。因此,建設施工單位在運用淺埋暗挖技術時,要根據施工的實際情況不斷的對其進行技術方面的改進和提升,從而更好的推動淺埋暗挖技術在我國隧道工程建設中的應用和發展。
參考文獻
[1]彭澤瑞 郭建國 北京地鐵復 八線土建工程施工技術北京 中國鐵道出版社,2003:1-3,30-42
Abstract: shallow tunnel WaFa played an irreplaceable role in metro construction, also has made remarkable achievements, but there are also disadvantages, such as high cost, slow speed of construction, sprayed concrete dust is more, the labor intensity big, mechanization degree is not high. Shallow tunnel are introduced in detail in the article WaFa principle and construction technology, and the shallow tunnel construction technology in the application were analyzed, and the future development prospects and problems discussed, for your reference.
Keywords: shallow tunnel WaFa, subway, application development
中圖分類號:U231+.3 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
隨著城市地鐵建設規模的逐步擴大,暗挖結構對既有交通及周邊環境影響小的優點突出,但暗挖工程施工安全風險大,對施工提出了更高的要求。
所謂淺埋暗挖法,就是在軟弱圍巖地層中,在淺埋條件下修建地下工程,以改造地質條件為前提,以控制地表沉降為重點,以格柵(或其他鋼結構)和錨噴作為初期支護手段,遵循“新奧法”大部分原理,是在開挖中以多種輔助措施加固圍巖,充分利用圍巖的自承能力,開挖后即時支護,封閉成環,與圍巖共同作用形成聯合支護體系,有效地控制圍巖過大變形的一種綜合施工技術,即按照“十八字”原則(即管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測)進行地鐵修建的設計和施工。
二、淺埋暗挖法施工原理及特點
1、淺埋暗挖法施工原理
淺埋暗挖法是根據巖土的自立性能在不破壞地表的情況下,利用豎井采用機械或人工掘進的施工方法。
淺埋暗挖法是針對埋置深度較淺、松散不穩定的土層和軟弱破碎巖層施工提出來的。其基本適用條件是:(1)不允許帶水作業;(2)要求開挖面具有一定的自立性和穩定性。淺埋暗挖法是以超前加固、處理軟弱地層為前提,采用足夠剛性的復合襯砌(由初期支護和二次襯砌及中間防水層所組成)為基本支護結構的一種用于軟地層近地表隧道的暗挖施工方法。它以施工監測為手段,并以此來指導設計和施工,保證施工安全,控制地表沉降。
2、淺埋暗挖法施工特點
(1)城市地鐵所處地段周邊建筑、交通及地質條件相當復雜,通常需要選取重要有代表性的結構物及地質地段進行工程試驗段,通過對試驗段的研究與分析,取得相應的數據來指導地鐵隧道的設計與施工。
(2)淺埋暗挖隧道施工開挖會對地表產生影響,必須采用超前加固改良地層和適當的開挖方法,設置剛性支撐防護措施,有效地控制坍塌和地表沉降,減少對地面的影響,對城市地面交通的干擾,避免大量拆遷。
(3)淺埋暗挖法適合于各種斷面形式(單線、雙線及多線、車站等)和變化斷面(過渡段、多層斷面等),具有高度的靈活性。
三、地鐵工程淺埋暗挖施工技術的應用
1、淺埋暗挖施工技術在隧道段的應用
首先,結合工程所處區域的地質條件、圍巖條件、環境條件等,考慮采取單側壁導坑技術、雙側壁導坑技術或者留核心土挖掘技術;如果圍巖相對松散,則由上到下進行,遵循先支護、后開挖的原則,提高支撐的牢固性;通過進行超前注漿,提高圍巖結構的牢固性,以水泥漿、水泥玻璃或者其他化學藥劑作為注漿材料,當地層加固之后按照順序開挖。如果是拱部襯砌或者邊墻的混凝土灌注,應盡量控制時間,確保隧道襯砌的安全性、可靠性;在防治流沙方面,應該處理常出現流沙位置的地下水問題;通過防、堵、截等多重治理方法,結合地下水類型、地質狀況、經濟利益等諸多要素,選擇最佳治理方法。
2、淺埋暗挖施工技術在砂層超前支護的應用
一般情況下,在危險性較大或者斷面起伏變化嚴重的地段,需采取大管棚施工技術,通過吹管吸入的方法,將高壓風管插入到管棚中,將其中含有的砂子吹出;對于超前小導管,需要將導管的一端做成尖狀,以長度約2.5~3.0m的小導管為宜;將每2個格柵之間設置一環,在拱部約120°、環向距離約300mm的位置,完成超前小導管的布置;小導管鉆孔的間距約300mm左右,為梅花型;在注漿過程中,為了避免發生漿體外溢現象,在小導管末端約1m的位置進行鉆孔施工;結合工程所處砂層的實際特征,采取引孔打入的方法;首先,采用高壓風管進行吹孔;其次,將小導管插入其中,利用棉紗將導管外端漏出的部分堵起來,避免混凝土噴射而造成管口堵塞問題;在導管的外露部分應保持80~100mm的長度,便于安裝管路。完成混凝土的噴射之后,需要進行注漿處理;以固沙劑作為注漿原材料,避免開挖的輪廓中發生漿液外溢問題,節約漿液材料;采取超前預加固施工技術,可滿足不同地區的地質條件。結合地質條件的實際情況,選擇合理的方法與施工參數。
3、淺埋暗挖施工技術在初支背后注漿環節的應用
由于受到混凝土自身重量、噴射密實度等影響,在土體與初支的背后會發生漏洞;采取預埋注漿方法,其鋼管可有效控制空隙發生的沉降程度,其預埋鋼管的長度約為500mm;布置在兩側拱腳和拱頂位置,以梅花型為主;已經仰拱成環之后,需要進行背后回填注漿,注意將注漿壓力控制在0.3Mpa。
四、地鐵工程淺埋暗挖施工技術的注意事項
1、施工過程臺階步距的控制
在單洞隧道施工過程中,一般將上下導洞的掘進間距控制為3~5m 左右,可確保有效的封閉成環;如果臺階的長度不足,如果洞內縱向的破裂面超過了工作面,則可能引起洞頂土體的下滑問題,無法保障上洞的穩定性,掌子面的支撐力度也不足,可能引起掌握面朝向已經開挖隧洞的移動變形,發生地層變位,加劇地表沉降,存在嚴重的施工安全隱患。如果臺階過長,那么在開挖時就會產生較大的縱向變位,不利于上導洞斷面的受力,可能造成周圍地層的松動,增加了塑性區,而此時拱腳附近的受力過于集中,可能失穩。另外,這種情況也不利于材料的搬運,增加了上下臺階中鋼格柵成環的時間,在拱腳位置的上臺階鋼格柵容易發生下沉,加劇沉降問題。
因此,應結合實際情況,合理確定臺階的長度:其一,滿足初期支護形成閉合斷面的要求。如果圍巖的穩定性不強,則閉合時間應盡量縮短;其二,考慮上半部斷面開挖時所需的空間大小,避免開挖時造成相互影響,拖延施工進度。
2、施工過程隧道二襯的模板控制
如果不能將模板牢固固定,極易發生漏漿、脹模等問題,對墻面平整度、完好度產生影響;在雙聯拱隧道的隔墻模板中,采取內部縱向、橫向分別布置內拉螺栓的方法,根據模板的大小確定縱橫向的間距;在模板以外設置外支撐力,將著力點落于平面中,避免某一位置的應力過于集中,造成模板移動,影響整體質量。
五、結束語
綜上所述,要使淺埋暗挖技術不斷深入發展和得到廣泛應用,還有許多課題尚需深入研究。但淺埋暗挖法以其特有的優勢在城市地下空間建設尤其是在地鐵建設中占有重要的地位,該法在保證地面交通不中斷、管線正常使用的前提下,同時也避免了以往工法對環境污染大的現象發生。在城市地下工程中得到了極為廣闊的應用。不斷通過解決施工中遇到的難題進行總結,積累了施工經驗,為類似工程施工相關參數的選擇提供了經驗數據。
參考文獻:
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A
0 前言
地鐵車站使用明挖順筑法施工已經是一種普遍現象[1-6],但是由于絕大部分的地鐵車站建筑于地表以下,如通過放坡開挖后進行其主體結構的施工,很容易造成上部結構的塌方。只有使用地下連續墻結構或者是圍護樁來形成臨時支護體系,從而保證地鐵站地下結構的施工安全。由于支護體系的存在,進行地鐵車站主體結構的施工時,應采取外包防水的形式進行,這對于側墻模板的安裝以及固定造成了相應的困難,若稍有些施工不慎,容易導致跑模、漲模情況的發生,最終影響主體結構的固定質量。這種情況發生時,容易導致側墻滲漏,從而使得主體結構的承載力變差等一系列問題。
1 側墻模板的施工方案
1.1 側墻模板體系
為了確保側墻與整體結構中板的整體協調,進行側墻與中板的澆筑時,采用連續澆筑方式,并且不設置相應的水平施工縫,這樣可以有效的減少施工縫所導致的主體結構的滲漏問題發生。混凝土的施工過程中,所遵循的原則為從下至上一次進行澆筑。
側墻混凝土澆筑使用的是分段、分層澆筑的方式,每澆筑完一層便使用相應的模板構件進行固定。一般所使用的模板構件為組合木模板結合支護鋼架結構來實現。
1.2 側墻模板支撐體系的驗算
1.2.1 側壓力的計算
根據相關規范,單側混凝土支撐體系作用于木模板的側壓力需要滿足一定的條件。我們知道,隨著澆筑的高度變大,其單側混凝土的側壓力就會相應的增加,但達到一定高度時,其單側混凝土側壓力就會達到一個峰值點,不再增加。此時的單側混凝土側壓力值就為最大側壓力,根據不斷的實踐,總結出了一個實際的應用公式,其經驗公式的表述如下。
(1)
(2)
式中,表示單側混凝土最大側壓力值;
表示混凝土的容重,通常情況下取值為25Kg/m3;
表示新澆筑混凝土的澆筑時間;
表示的是混凝土澆筑過程中外添劑的修正參數,其值與所摻加的外添劑有關;
表示的是混凝土塌落影響系數,當高度小于50m時,取值為0.85;當高度處于50m與90m之間時,取值為1.0,;當高度大于90m時,取值為1.15;
表示混凝土的澆筑速度;
表示側壓力計算處到頂部的距離。
1.2.2 側墻木模板支架受力計算
單側支架間距按照要求進行布置之后,支撐面的受力狀況應通過相應的力學平衡分析計算得到。如果單側支架的間距按照一定間距進行分布設置。那么支架側面的合力作用為:
其中,、表示不同側邊支架的作用力。
因此進行支架的設計時,一定要注意設計中支架的埋深所產生的拉力大小滿足支架之間的相互作用合力。
2 側墻模板安裝施工技術
2.1 模板部分的安裝
第一,相鄰兩個模板之間的拼縫處的豎向位置需要設置一根次楞,目的在于加強橫向的固定穩定性。與此同時,進行模板部分的安裝時,工字梁木板處還應設置一個三角形支架,用作保證模板拼接時的安全。
第二,進行側墻模板部分的安裝時,應注意嚴格控制吊模設施以及混凝土的質量問題,確保混凝土上口部位的平順,這樣可以有效的防止由于一些錯臺或者是漏漿導致的拼接不當問題的發生。也可以使用雙面膠條貼在澆筑的側板模板之上來防止漏漿。
第三,水平橫肋與單側三腳架之間的固定使用扣件相連,如此形成一個有效的模架系統,可以有效提高安裝模板的質量。
2.2 支架部分的安裝
第一,支架安裝過程中要,嚴格依據相關規范進行操作。同時注意輕拿輕放,防止支架的安裝過程中的一些不均勻受力部位的變形過大,導致結構失穩。
第二,安裝支架的過程中,應調節好支架之間的以及支架與底座之間的銜接部位,同時模板上口位置需要預留一定空間,為之后的施工做出一定的準備空間。
第三,為了整體支架安裝的穩定性,應注意支架的縱向、橫向、水平向的支撐形式,確保安裝的結構的合理,保證整體的穩定。
2.3 模板與支架的拆除
第一,側墻澆筑完成24小時之后,開始模板與支架的拆除工作,拆除之前,首先應松動支架,之后拆除活動支架,最后拆去埋設的部件;
第二,拆除之前應先確定混凝土的強度是否達到標準,如果還沒有達到標準,可適當延長拆除時間至混凝土的凝結時間之后再拆除;或者也可以通過建立鋼架進行支撐,之后再拆去模板,這樣可以有效縮短混凝土強度達到時間;
第三,拆除模板之后,混凝土的上面應使用一層塑料覆蓋,這樣可以有效的實現混凝土的預養護,同時還應定時灑水,防止裂縫生成。
2.4 模板的安裝以及澆筑混凝土期間應注意的一些細節問題
第一,施工縫的設置造成結構的防水出現了薄弱環節,因此進行施工是應保證縫隙兩端混凝土的凝結,從而有效的形成防水結構。根據實際經驗可知,底板、中板以及頂板之間的斷頭處施工縫的設置因控制在18mm以下,這樣可以有效保證澆筑過程漏漿的同時不影響結構的防排水功能。
第二,為了避免混凝土的離析現象的發生,分層澆筑混凝土時,每層側墻的高度不應超過超過了2m。同時為了保證支撐體系的穩定,兩混凝土側墻的施工高度不應超過5m,這樣可以避免兩端的側壓力偏移過大。
3 結束語
作為地鐵交通明挖工程的側墻模板安裝施工技術,在進行施工過程中,一定要注意整體模板的穩定搭接,結合實際力學進行搭接結構的分析,這是開始施工的基礎同時也是施工安全的重要保障。安裝側墻模板時,尤其要注意混凝土墻的縫隙處理、結構的整體性防水功能以及整體模板的搭接穩定,從整體上保證模板的強度,同時注意整個支撐體系的質量與安全,保證施工的質量與效率。
參考文獻:
[1] 嚴叢林.地鐵明挖車站單側高支模體系的設計與施工[J].科學技術和工程,2011(25).
[2] 黃新兵,牛躍林.地鐵站墻體單側模板支架施工技術[J].四川建材,2011(1).
[3] 陳立錦,李志勇,叢欣江.單側模板支撐體系在地鐵明挖車站施工中的應用[J].建筑技術,2009(11).
現代地鐵明挖車站施工研究和經驗總結中得出,明挖地鐵的車站的防降水施工所遵循的基本原則就是做大限度的提高防降水的效果,確保工程施工的安全和施工進度的順利進行,根據地鐵明挖車站的技術特點,在地鐵明挖車站的防水施工過程中應遵循以下基本原則,即以預防為主、剛柔結合、設置多道防線、因地治理開展好防降水的施工。以結構自防水為基礎,采取措施控制結構混凝土裂縫的開展。增強混凝土的抗滲性;以變形縫、施工縫等接縫防水為重點,輔以柔性外包防水層加強防水。結構自防水是地下結構防水最重要的一道防線.自防水效果的好壞直接關系到結構防水的成敗。通過施工過程中以防范為主的基本原則使這個工程施工中的安全和施工進度得到保障,避免降水對基坑開挖和施工的影響。同時,聯想到剛性結構自防水為主、以施工縫及外包防水材料等柔性防水技術的有效結合從而實現高效、經濟的防降水作用。為了確保明挖地鐵車站防降水施工的目標,在整個防降水的施工中還應該在主體防降水工程的基礎上實現多層保護。通過自防水、外包防水材料、施工縫防水等達到多層防水的效果。處理好上述的基礎工作后,還應該根據工程所在地的氣候變化情況、施工季節等因地制宜的開拓防降水施工技術的應用方法。通過著重強調施工的安全化和質量化的基本原則進行防治水方案的編制。并結合地下水資源的保護要求考慮考慮減稅施工的抽水問題,以工藝常識的是公共方法建好降水對施工、周邊建筑的影響,從而確保工程的順利進行。
(二)重視降水沉降的要求,確保工程的施工質量
根據現代城市地鐵車站所處位置周邊的建筑情況,在地鐵的明挖車站防降水施工中還應該考慮降水影響范圍內的高層建筑、古建筑群、危險建筑以及保護建筑等受降水影響的產生的沉降或者傾斜。盡最大能力的通過科學的計算相應的施工技術應用以減少降水對周邊建筑沉降的影響,保障施工和周邊建筑物的安全。
(三)以防水材料為主的地鐵明挖車站防降水施工方法
目前,根據傳統降水施工還發展出來一種地鐵明挖車站防降水施工的新方法。此種方法是在基坑明挖的施工基礎上利用類似于地下連續墻的施工技術使車站基坑周邊形成防水層。在這項技術的基礎上利用水下混凝土施工技術、防水材料等技術在車站四周構建防水墻結構,從而減少降水對明挖車站的施工影響。利用這項技術能夠有效的減少傳統降水施工工藝中的工作量和對周邊建筑群、地下水資源的影響,實現高效、安全的地鐵明挖車站施工的目標。但是,這類技術的應用存在一些問題并且目前為止還沒有找到有效的解決方案。因此,防降水施工的技術在平時的應用中也會出現一些突發問題。為了避免這類問題的產長,保障地鐵車站的明挖施工質量,在現代地鐵明挖車站的房降水施工中還應該制定相應的應急預案。根據特定的地鐵車站明挖防降水施工新方法、材料、技術以及其它一些可能出現的塌方的問題制定相應的應急方案,這樣才能確保地鐵明挖車站施工管理目標。
對地鐵明挖車站的防降水施工安全監管的探討